Il team della Fudan University ha sviluppato nuove apparecchiature, il rilevamento dell’acido nucleico richiede solo 5 minuti

0211FudanCOVID19 title 1 - Il team della Fudan University ha sviluppato nuove apparecchiature, il rilevamento dell’acido nucleico richiede solo 5 minuti

Ora che la nuova epidemia di polmonite coronale non è finita, per viaggiare normalmente, il test dell’acido nucleico è diventato un luogo comune. Attualmente, il rilevamento dell’acido nucleico del nuovo coronavirus utilizza principalmente tamponi nasofaringei, utilizzando la PCR quantitativa a fluorescenza, ovvero la tecnologia della reazione a catena della polimerasi (PCR), e il tempo di rilevamento è generalmente di 2-24 ore.

0211FudanCOVID19 1 - Il team della Fudan University ha sviluppato nuove apparecchiature, il rilevamento dell’acido nucleico richiede solo 5 minuti

▲ Foto da: governo popolare provinciale di Zhejiang

La crescente domanda di viaggi e l’epidemia in corso, che non è un tempo di prova breve, hanno messo molta pressione sul test dell’acido nucleico del nuovo coronavirus. Pertanto, nel caso di garantire l’accuratezza dei risultati, è necessario rendere più rapida la rilevazione.

Di recente, il gruppo di ricerca dell’Università Fudan Liu Yunqi, Wei Dacheng e altri hanno pubblicato un risultato di ricerca sulla rivista “Nature Biomedical Engineering” (un numero secondario della rivista “Nature”, Nature Biomedical Engineering). La nuova attrezzatura e il metodo di rilevamento della corona sviluppati possono ottenere risultati di rilevamento dell’acido nucleico entro 5 minuti con una maggiore precisione.

Nell’attuale metodo di rilevamento della reazione a catena della polimerasi (PCR), l’acido nucleico (RNA) del nuovo coronavirus deve essere trascritto inversamente nel DNA. Pertanto, nel rilevamento dell’acido nucleico, se la concentrazione del virus è troppo bassa, influenzerà il accuratezza dei risultati del rilevamento.

0211FudanCOVID19 2 - Il team della Fudan University ha sviluppato nuove apparecchiature, il rilevamento dell’acido nucleico richiede solo 5 minuti

▲ Immagine tratta da: People’s Daily Online

L’articolo pubblicato dal gruppo di ricerca dell’Università di Fudan menzionava che i sistemi microelettromeccanici (MEMS) sono altamente integrati, piccoli, economici ed efficienti e hanno fattibilità commerciale. Ma in alcuni casi i biosensori basati su MEMS, NEMS e FET faticano a mantenere la sensibilità.

Pertanto, un team di ricerca dell’Università di Fudan ha sviluppato un chip di rilevamento del transistor basato su MolEMS (Molecular Electromechanical Systems). Il MolEMS (Molecular Electromechanical System) che hanno proposto è un micro-dispositivo che è autoassemblato da molecole di DNA e guidato da un campo elettrico esterno, e può regolare con precisione il processo di riconoscimento molecolare e conversione del segnale.

0211FudanCOVID19 3 1 - Il team della Fudan University ha sviluppato nuove apparecchiature, il rilevamento dell’acido nucleico richiede solo 5 minuti

▲MolEMS e MolEMS g-FET, foto da: Nature Biomedical Engineering

In pratica, la maggior parte dei biosensori non può raggiungere una sensibilità ultraelevata nei fluidi biologici. La struttura unica di MolEMS consente un biorilevamento ultra preciso, consentendo un bioriconoscimento efficiente e una trasduzione del segnale, con conseguente sensibilità ultra elevata.

I risultati menzionano anche che l’RNA SARS-CoV-2 (nuovo coronavirus) è di circa 30.000 nucleotidi e che la misurazione di campioni clinici avrebbe una maggiore complessità biologica, variabilità da paziente a paziente e procedure di raccolta e preparazione del campione. C’è anche incertezza.

Il rilevamento MolEMS di campioni di acido nucleico non richiede processi di estrazione e amplificazione dell’acido nucleico complessi e dispendiosi in termini di tempo e può rilevare direttamente l’RNA SARS-CoV-2 nei campioni di tampone nasofaringeo. Il tempo per diagnosticare il COVID-19 è di circa 0,1-4 minuti, con una media di 60 secondi.

I ricercatori hanno assemblato un sistema di test COVID-19 utilizzando g-FET MolEMS per test in loco e point-of-care. Il sistema di test è costituito dal modulo di test integrato MolEMS g-FET e dal sistema principale. Per evitare interferenze incrociate tra diversi campioni, viene utilizzato un modulo per testare un campione.

0211FudanCOVID19 4 - Il team della Fudan University ha sviluppato nuove apparecchiature, il rilevamento dell’acido nucleico richiede solo 5 minuti

▲ Rilevamento dell’acido nucleico SARS-CoV-2, immagine da: Nature Biomedical Engineering

Il sistema principale può essere riutilizzato per più test semplicemente sostituendo il modulo di test MolEMS. Il funzionamento del sistema è suddiviso in tre fasi: La prima fase consiste nel collegare il modulo di test al sistema principale e collegare il computer o lo smartphone al sistema di test tramite USB, Wifi o Bluetooth. Il secondo passaggio consiste nell’aprire il sigillo che copre il pozzetto PDMS del modulo di test. Il terzo passaggio consiste nell’aggiungere bene il campione di prova al PDMS e leggere i risultati da un computer o da uno smartphone.

In termini di risultati della ricerca, MolEMS riduce costi, volume e peso e consente operazioni a livello molecolare rispetto a MEMS e NEMS. Inoltre, l’operazione è semplice, la sensibilità e la specificità sono elevate ed è portatile. La probabilità di falsi negativi e falsi positivi è estremamente bassa ed è più veloce del test PCR.

0211FudanCOVID19 5 - Il team della Fudan University ha sviluppato nuove apparecchiature, il rilevamento dell’acido nucleico richiede solo 5 minuti

▲ Rilevamento biologico ultrasensibile e stabilità a lungo termine, immagine tratta da: Nature Biomedical Engineering

L’ulteriore sviluppo del sistema portatile consente test in loco e presso il punto di cura negli aeroporti, nelle cliniche e nei reparti di emergenza locali e persino a casa. Aiuta a migliorare l’efficienza del rilevamento dell’acido nucleico e a rallentare la diffusione del virus.

In particolare, MolEMS è stato sviluppato anche per consentire una diagnosi ultra precisa di altre malattie in pochi minuti, senza la necessità di purificazione, espansione o coltura del bersaglio che in genere richiedono ore o giorni. Oltre al biorilevamento, i principi di progettazione di MolEMS possono essere utilizzati per progettare altri dispositivi elettromeccanici e sistemi funzionali con maggiore precisione.

end - Il team della Fudan University ha sviluppato nuove apparecchiature, il rilevamento dell’acido nucleico richiede solo 5 minuti

#Benvenuto a prestare attenzione all’account WeChat ufficiale di Aifaner: Aifaner (WeChat: ifanr), contenuti più interessanti ti verranno forniti il ​​prima possibile.

Love Faner | Link originale · Visualizza commenti · Sina Weibo